E whakaatu ana i te Whakaahua 3, e toru nga tikanga nui e whai ana ki te whakarato SiC kotahi karaihe ki te kounga teitei me te kaha: epitaxy wahanga wai (LPE), te kawe kohu tinana (PVT), me te whakahekenga kohu matū teitei (HTCVD). Ko te PVT he mahinga pai mo te whakaputa SiC karaihe kotahi, e whakamahia nuitia ana i roto i nga kaihanga angiangi nui.
Heoi ano, ko nga tukanga e toru kei te tere haere me te auaha. Kare ano e taea te whakatau ko tehea tikanga ka whakamahia whanuitia a meake nei. Ina koa, ko te SiC kotahi te karaihe i puta mai i te tipu o te otinga i te reeti nui kua korerohia i roto i nga tau tata nei, ko te tipu nui o te SiC i roto i te waahanga wai e hiahia ana kia iti ake te pāmahana atu i tera o te whakaraeraetanga, te mahi whakaheke ranei, a he whakaatu i te hiranga ki te whakaputa P -momo SiC substrates (Ripanga 3) [33, 34].
Whakaahua 3: Te hoahoanga o nga tikanga e toru o nga tikanga whakatipu kiriata kotahi o te SiC: (a) epitaxy wahanga wai; (b) te kawe kohu tinana; (c) te whakahekenga matū matū teitei-mahana teitei
Ripanga 3: Whakatauritenga o te LPE, PVT me te HTCVD mo te whakatipu kiripiri kotahi SiC [33, 34]
Ko te tipu o te otinga he hangarau paerewa mo te whakarite i nga semiconductors puhui [36]. Mai i te tekau tau atu i 1960, kua ngana nga kairangahau ki te hanga karaihe hei otinga [37]. I te wa i whakawhanakehia ai te hangarau, ka taea te whakahaere pai i te supersaturation o te mata tupu, na te tikanga otinga hei hangarau whai mana mo te whiwhi i nga ingots karaihe kotahi te kounga teitei.
Mo te tipu otinga o te karaihe kotahi SiC, ka ahu mai te puna Si i te rewa Si tino parakore i te wa e mahi ana te graphite crucible ki nga kaupapa e rua: whakamahana me te puna wairewa C. Ko nga kiripiri kotahi SiC ka nui ake te tipu i raro i te tauwehenga stoichiometric pai ina tata te owehenga o C me Si ki te 1, e tohu ana he iti ake te kiato hapa [28]. Heoi, i te pehanga hau, karekau he tohu rewa a SiC, ka pirau tika na roto i nga wera whakangoretanga neke atu i te 2,000 °C. Ko te rewa SiC, e ai ki nga tumanakohanga ariā, ka taea te hanga i raro i te taumahatanga ka kitea mai i te hoahoa wahanga-rua Si-C (Whakaahua 4) na te rōnaki pāmahana me te punaha otinga. Ko te teitei ake o te C i roto i te rewa Si ka rereke mai i te 1at.% ki te 13at.%. Ko te taraiwa C supersaturation, ko te tere o te tipu o te tipu, ko te iti o te kaha C o te tipu ko te C supersaturation e kaha ana te pehanga o te 109 Pa me nga mahana i runga ake i te 3,200 °C. Ka taea e te supersaturation te whakaputa i te mata maeneene [22, 36-38]. nga pāmahana i waenga i te 1,400 me te 2,800 °C, he rereke te whakarewatanga o C i roto i te Si whakarewa mai i te 1at.% ki te 13at.%. Ko te kaha taraiwa o te tipu ko te C supersaturation e kaha ana te rōnaki pāmahana me te punaha otinga. Ko te teitei o te C supersaturation, ko te tere o te tipu o te tipu, ko te iti o te C supersaturation ka puta he mata maeneene [22, 36-38].
Whakaatu 4: Si-C hoahoa wahanga-rua [40]
Ko te whakaheke i nga huānga konganuku whakawhiti, i nga huānga whenua onge ranei, ehara i te mea ka whakaiti noa i te pāmahana tipu engari ko te ahua anake te huarahi ki te tino whakapai ake i te wairewa waro i te whakarewatanga o Si. Ko te taapiri o nga konganuku roopu whakawhiti, penei i Ti [8, 14-16, 19, 40-52], Cr [29, 30, 43, 50, 53-75], Co [63, 76], Fe [77- 80], me etahi atu, nga konganuku whenua onge ranei, penei i te Ce [81], Y [82], Sc, me etahi atu ki te whakarewatanga Si ka taea te whakarewatanga waro ki te neke atu i te 50at.% i roto i te ahua tata ki te taurite thermodynamic. Ano, he pai te tikanga LPE mo te momo-P doping o SiC, ka taea ma te whakauru Al ki roto
whakarewa [50, 53, 56, 59, 64, 71-73, 82, 83]. Engari, ko te whakauru o Al ka arahi ki te piki ake o te parenga o nga kiripiri kotahi SiC momo P [49, 56]. I tua atu i te tipu o te momo N i raro i te hauota doping,
Ko te tipu o te otinga ka puta i roto i te hau hau koretake. Ahakoa he nui ake te utu o te helium (He) i te argon, he maha nga tohunga e pai ana ki a ia na te iti o te pokey me te teitei o te kawe wera (8 wa o te argon) [85]. Ko te tere o te hekenga me te ihirangi Cr i roto i te 4H-SiC he rite ki raro i a ia me te hau Ar, ka whakaatuhia ko te tipu i raro i te Heresults he nui ake te tipu o te tipu i raro i te Ar na te nui ake o te werawera o te kaipupuri purapura [68]. Ka aukatihia e ia te hanganga o nga kohao i roto i te karaihe tupu me te karihi mahorahora i roto i te otinga, katahi ka taea te whiwhi i te ahua maeneene o te mata [86].
I whakauruhia e tenei pepa te whanaketanga, nga tono, me nga ahuatanga o nga taputapu SiC, me nga tikanga matua e toru mo te whakatipu SiC karaihe kotahi. I nga waahanga e whai ake nei, i arotakehia nga tikanga whakatipu otinga o naianei me nga tawhā matua e rite ana. Ka mutu, i whakaarohia he tirohanga e korero ana mo nga wero me nga mahi a meake nei mo te tipu nui o nga kiripiri kotahi SiC ma te tikanga otinga.
Wā tuku: Hūrae-01-2024